基于決策概率的接入網(wǎng)選擇

　　值得注意的是，式(9)和式(10)所定義的滿(mǎn)意度和價(jià)格可在終端接收到網(wǎng)絡(luò )廣播的接入帶寬信息后計算而得，而公式定義的第三個(gè)參數相對鏈路質(zhì)量δj，則可由終端對收到的廣播信息進(jìn)行測量而得。由此，根據式(8)的定義，終端可以計算出是否接受網(wǎng)絡(luò )j提供服務(wù)的決策概率Aj(sj，pj，δj)。綜上所述，提出終端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )選擇的算法：當終端在選擇要使用哪個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的資源時(shí)，首先計算接受各無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )服務(wù)的決策概率，之后選擇具有最大決策概率值的網(wǎng)絡(luò )接入。具體而言，終端的網(wǎng)絡(luò )選擇算法可用下列偽碼描述：

　　3 系統實(shí)現與仿真結果

　　本節給出基于決策概率的網(wǎng)絡(luò )選擇算法實(shí)現方案框圖和基于此方案在NS2環(huán)境下完成的仿真結果。

　　圖1是針對多模終端所設計的可以完成基于決策概率的網(wǎng)絡(luò )選擇算法的體系結構。

　　在該體系結構中，網(wǎng)絡(luò )選擇模塊負責通過(guò)網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)接口規范(NIDS)設備接口采集網(wǎng)絡(luò )信息并進(jìn)行存儲。NIDS設備用于操作所有網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)。當需要建立業(yè)務(wù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò )選擇模塊根據存儲的各網(wǎng)絡(luò )信息按本文提出的算法選擇最合適的網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行接入，同時(shí)設置位于NIDS中的用戶(hù)數據網(wǎng)絡(luò )接口轉發(fā)模塊，使用戶(hù)業(yè)務(wù)數據從選定的網(wǎng)絡(luò )接口中發(fā)送。

　　為驗證所提出的網(wǎng)絡(luò )選擇算法，基于圖1的系統體系結構在NS2平臺下搭建了異構仿真環(huán)境。仿真環(huán)境如圖2所示，包括一個(gè)UMTS網(wǎng)絡(luò )和一個(gè)802.11e的WLAN網(wǎng)絡(luò )。用戶(hù)位于UMTS網(wǎng)絡(luò )與WLAN網(wǎng)絡(luò )的重疊覆蓋區域。

　　這里所采用的WLAN技術(shù)是提供QoS保證并可以進(jìn)行速率控制。同時(shí)，UMTS網(wǎng)絡(luò )和WLAN網(wǎng)絡(luò )都有足夠容量為有限的用戶(hù)提供數據服務(wù)，且這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )為用戶(hù)提供的數據服務(wù)的接入帶寬分別為2個(gè)單位和6個(gè)單位。在該仿真場(chǎng)景中UMTS的Node B和WLAN的AP負責周期廣播其接入帶寬，而用戶(hù)隨機的發(fā)起數據業(yè)務(wù)并在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )中選擇最優(yōu)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò )建立業(yè)務(wù)連接。具體仿真參數如表1所示。

　　在圖2的仿真場(chǎng)景中，安排用戶(hù)在10 s開(kāi)始從遠離WLAN的AP位置緩慢向WLAN的AP移動(dòng)；在100 s附近開(kāi)始從接近WLAN AP的位置開(kāi)始以相同速度遠離該AP。圖3是根據以上設置完成的仿真結果。該圖反映用戶(hù)在接入網(wǎng)絡(luò )時(shí)決策概率值的變化情況。最初，由于移動(dòng)臺距離WLAN的AP較遠導致信號比較弱，相對鏈路質(zhì)量差，因而選擇UMTS的決策概率較大。隨著(zhù)移動(dòng)臺的移動(dòng)，WLAN的信號逐漸增強使得UMTS網(wǎng)絡(luò )的相對鏈路質(zhì)量變差。在綜合考慮WLAN提供的接入帶寬、價(jià)格、相對鏈路質(zhì)量后，用戶(hù)選擇WLAN的決策概率大于選擇UMTS的決策概率，因此WLAN覆蓋的絕大多數地區，移動(dòng)終端總會(huì )選擇WLAN做接入。當移動(dòng)臺離WLAN的AP較遠時(shí)，選擇UMTS的決策概率才會(huì )逐漸回升。

　　值得注意的是，盡管仿真中僅涉及到兩個(gè)異構網(wǎng)絡(luò )，但所提出的接入網(wǎng)選擇算法并不限于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )。

　　4 結語(yǔ)

　　下一代無(wú)線(xiàn)系統的特點(diǎn)是各種異構的無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )相互合作、補充，共同為用戶(hù)提供數據服務(wù)。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展一，首先將是多模終端的出現，使終端擺脫了只能與一個(gè)接入網(wǎng)絡(luò )建立連接的束縛。繼而SDR技術(shù)、端到端重配置技術(shù)使移動(dòng)終端終將發(fā)展為可變模的智能設備。在這種情況下，終端有能力而且有必要從眾多的服務(wù)網(wǎng)絡(luò )中挑選最合適的一個(gè)網(wǎng)絡(luò )與之建立數據連接。本文正是基于此，提出決策概率的概念，使用戶(hù)能挑選出最合適的接入網(wǎng)絡(luò )。決策概率同時(shí)考慮了用戶(hù)對網(wǎng)絡(luò )提供的QoS的滿(mǎn)意程度、價(jià)格因素和用戶(hù)與網(wǎng)絡(luò )間相對鏈路質(zhì)量三個(gè)方面因素?；诖藳Q策概率，提出了移動(dòng)終端側的異構網(wǎng)絡(luò )選擇的算法。通過(guò)在NS2平臺上建立仿真場(chǎng)景并執行一系列的試驗，驗證了提出的用戶(hù)接入網(wǎng)絡(luò )選擇算法。同時(shí)，文中也給出了移動(dòng)終端在面對UMTS和WLAN兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )時(shí)的決策概率變化情況。

　　目前，我們也正在對基于決策概率的用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )選擇算法進(jìn)行擴展，增加網(wǎng)絡(luò )調控部分，使網(wǎng)絡(luò )動(dòng)態(tài)調整其QoS參數，通過(guò)影響用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )選擇行為而同時(shí)達到網(wǎng)絡(luò )收益最大和負載均衡的目的。